Режим вихревого кольца

Когда вертолет снижается вертикально или достаточно круто (©сн^70°) планирует с работающими двигателями, то под несущими винтами и над ними образуются зоны раздела воздушных потоков. Сверху в этой зоне происхо­дит отрыв части воздуха, захватываемой винтами, от от­носительно неподвижной части воздушного пространства, а снизу — встреча двух потоков: отбрасываемого винтами со скоростью 2Vi и встречного, движущегося со скоростью Vv (рис. 2.5, а). В момент встречи этих потоков скорости их выравниваются и с поверхности раздела масса воздуха вытесняется наружу радиально и вверх за пределы поверх­ности, отметаемой несущими винтами. Частично воздух перетекает из области повышенного давления под винтами в область пониженного давления над винтами. Это пере­текание незначительно и вредного влияния на работу вин­тов не оказывает, лишь частично уменьшает тягу, что сос­тавляет концевые потери несущих винтов.

При увеличении вертикальной скорости снижения более 2—3 м/с поверхности разделов сближаются. Струйки воз­духа, отраженные от нижней поверхности раздела, идут вверх и попадают в область над винтами, подсасываются ими и проходят через них снова (рис. 2.5, б). Поверхности раздела и вихревые потоки неустойчивы. Они колеблются в непрерывно разрушаются основным потоком воздуха. Это вызывает колебания вертолета, толчки на несущие винты, ухудшение управляемости.

При еще большем увеличении скорости снижения (рис. 2.5, в) поверхности раздела еще больше сближаются, а вихревые потоки замыкаются вокруг плоскости вращения пиитов в виде тороидальной поверхности, которая с наруж­ной стороны обтекается снизу вверх встречным потоком. Таким образом, при вертикальном (или близком к нему)

Vy+ v,

JU

лї Иґ?

УвОІД = о а) Vy z 2 м/с

l) Vv = 5т 7м/с г) Vy > 10 м/с

Рис. 2.5. Схема возникновения вихревого кольца

снижении вертолета с работающими двигателями какой-то объем воздуха может циркулировать через плоскости вра­щения несущих винтов много раз, образуя при этом так называемое вихревое кольцо, т. е. поток воздушных масс, циркулирующий вокруг винтов. Такое течение неустойчиво,

так как при его возникновении резко уменьшается сила тя­ги винтов, а с ее исчезновением исчезает и описанное явле­ние. С исчезновением вихревого кольца сила тяги растет и все повторяется снова. При этом возникают броски вер­толета, исчезает управляемость.

При увеличении скорости вертикального снижения бо­лее 10 м/с вихревое кольцо будет отставать от винтов, смещаясь вверх за счет большого подпора воздуха снизу (рис. 2.5, г). При этом управляемость начинает восстанав­ливаться. По достижении скорости Vv=‘2,— 16 м/с винты переходят на режим вертикальной авторотации.

В летной эксплуатации режим вихревого кольца может возникнуть вследствие ошибок пилотирования, например, при гашении поступательной скорости без добавления со­ответствующей мощности или при превышении вертикаль­ной скорости снижения на крутом планировании. Следова­тельно, чтобы предотвратить попадание вертолета в режим вихревого кольца, необходимо вертикальное снижение про­изводить осторожно, не допуская превышения установлен­ных вертикальных скоростей.

Нахождение вертолета в режиме вихревого кольца опасно, поэтому при появлении первых признаков этого режима (самопроизвольное увеличение оборотов несущих винтов, тряска, броски вертолета, ухудшение управляемо­сти) необходимо плавным увеличением общего шага несу­щих винтов восстановить заданную скорость снижения. Ес — сли запаса мощности нет или режим развился так, что до­бавление мощности не дает результатов, необходимо руч­кой ППУ перевести вертолет в поступательный полет. Получив поступательную скорость, вертолет выходит из режима вихревого кольца, так как винты получают косую обдувку. При невозможности такого вывода вертолета вследствие отсутствия управляемости, но при наличии за­паса высоты необходимо, уменьшив общий шаг винтов, перевести их на режим самовращения, при котором верто­лет обретает управляемость, и затем придать вертолету по­ступательную скорость.